分布式電源發(fā)展現(xiàn)狀

張鵬

[摘 要]本文通過對(duì)分布式電源概念的分析，闡述了分布式電源的四個(gè)基本特征，并對(duì)常見的分布式電源，如太陽(yáng)能發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，生物智能發(fā)電，燃料電池等進(jìn)行了介紹。

[關(guān)鍵詞]分布式電源、DES、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電

中圖分類號(hào)：TM61；F426.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）03-0141-01

引言

分布式電源作為大電源的重要補(bǔ)充，具有清潔、高效的特點(diǎn)，將成為我國(guó)促進(jìn)節(jié)能減排和應(yīng)對(duì)氣候變化的重要措施之一。分布式電源是促進(jìn)風(fēng)電、太陽(yáng)能等分散式可再生能源的開發(fā)利用、提高清潔能源利用效率、解決偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)電力供應(yīng)問題的重要途徑。在當(dāng)今能源和環(huán)境壓力日益增加的背景下，推動(dòng)分布式電源發(fā)展已成為世界各國(guó)促進(jìn)節(jié)能減排、應(yīng)對(duì)氣候變化的重要措施之一。分布式電源作為我國(guó)電力系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，是大電源的重要補(bǔ)充，與大電源、大電網(wǎng)有機(jī)統(tǒng)一、缺一不可。

分布式能源系統(tǒng)并不是簡(jiǎn)單地采用傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)，而是建立在自動(dòng)控制系統(tǒng)、先進(jìn)的材料技術(shù)、靈活的制造工藝等新技術(shù)的基礎(chǔ)上，具有低污染排放，靈活方便，高可靠性和高效率的新型能源生產(chǎn)系統(tǒng)。

分布式電源的概念

分布式能源系統(tǒng)（DistributedEnergySystem，簡(jiǎn)稱DES）是一種建立在能量梯級(jí)利用概念基礎(chǔ)之上，分布安置在需求側(cè)的能源梯級(jí)利用，以及資源綜合利用和可再生能源設(shè)施。它通過在需求現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)用戶對(duì)能源的不同需求，實(shí)現(xiàn)溫度對(duì)口供應(yīng)能源，將輸送環(huán)節(jié)的損耗降至最低，從而實(shí)現(xiàn)能源利用效能的最大化。

分布式能源是以資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化來確定機(jī)組配置和容量規(guī)模的系統(tǒng)，它追求終端能源利用效率的最大化，采用需求應(yīng)對(duì)式設(shè)計(jì)和模塊化組合配置，可以滿足用戶多種能源需求，能夠?qū)Y源配置進(jìn)行供需優(yōu)化整合。分布式能源依賴于先進(jìn)的信息技術(shù)，采用智能化、網(wǎng)絡(luò)化控制和遠(yuǎn)程遙控技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無人職守。同時(shí)，它也依靠于能源服務(wù)公司體系的社會(huì)化能源技術(shù)服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)投資、建設(shè)、運(yùn)行和管理的專業(yè)化運(yùn)作，以保障各能源系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

關(guān)于分布式電源的界定標(biāo)準(zhǔn)，具有如下四個(gè)基本特征。

（1） 直接向用戶供電，電流一般不穿越上一級(jí)變壓器。這是分布式電源的最本質(zhì)特征，適應(yīng)分散式能源資源的就近利用，實(shí)現(xiàn)電能就地消納。

（2） 裝機(jī)規(guī)模小，一般為10MW及以下。但從實(shí)際并網(wǎng)情況來看，接入66kV電壓等級(jí)的大容量分布式電源所占比例很少。

（3） 通常接入中低壓配電網(wǎng)。

（4） 發(fā)電類型主要為可再生能源發(fā)電、資源綜合利用發(fā)電、高能效天然氣多聯(lián)供

組成分布式能源系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

（1） 效地利用發(fā)電產(chǎn)生的廢能生成熱和電；

（2） 現(xiàn)場(chǎng)端的可再生能源系統(tǒng)；

（3） 包括利用現(xiàn)場(chǎng)廢氣、廢熱及多余壓差來發(fā)電的能源循環(huán)利用系統(tǒng)。

分布式電源的分類

分布式發(fā)電技術(shù)多種多樣，常見的有太陽(yáng)能發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，生物智能發(fā)電，燃料電池等。

太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)；光伏陣列吸收的能量先經(jīng)過全橋逆變和電感濾波，再由升壓變壓器隔離，升壓后再并入電網(wǎng)運(yùn)行。從其電路結(jié)構(gòu)中，我們可以看到由于光伏系統(tǒng)一般需要通過逆變器接入電網(wǎng)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生發(fā)生短路時(shí)，由于逆變器的自身特性，其不可能承受電網(wǎng)短路電流，將會(huì)迅速關(guān)斷（但是當(dāng)其所帶負(fù)荷小于額定負(fù)荷時(shí)，逆變器將會(huì)向系統(tǒng)短時(shí)輸入一定的電流，其值等于額定電流和運(yùn)行電流之差）。這樣光伏系統(tǒng)相當(dāng)于脫離電網(wǎng)，使系統(tǒng)恢復(fù)到無DG的狀態(tài)。

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)：風(fēng)力發(fā)電主要是通過原動(dòng)機(jī)（風(fēng)力機(jī)）捕獲風(fēng)能，并將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后再由發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，最后并網(wǎng)運(yùn)行。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般分為鼠籠式異步發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)差可調(diào)的饒線式異步發(fā)電機(jī)、雙饋異步發(fā)電機(jī)、低速同步發(fā)電機(jī)等。按其并網(wǎng)方式將其分為二類：直接并網(wǎng)（鼠籠式異步發(fā)電機(jī)）；通過逆變器并網(wǎng)（雙饋異步發(fā)電機(jī)等）。同太陽(yáng)能發(fā)電相似，通過逆變器并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于逆變器的自身特性，其不可能承受電網(wǎng)短路電流。所以，通過逆變器并網(wǎng)的風(fēng)機(jī)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，將會(huì)迅速關(guān)斷，使系統(tǒng)恢復(fù)到無DG的狀態(tài)；對(duì)于直接并網(wǎng)的風(fēng)機(jī)，其接入位置的不同以及容量的不同對(duì)系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

燃料電池技術(shù)：燃料電池的工作原理是富含氫的燃料（如天然氣，甲醇）與空氣的氧氣結(jié)合生成水，氫氧離子的定向移動(dòng)在外電路形成電流，類似電解水的逆過程。它并不燃燒電池，而是通過化學(xué)的過程將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

一般而言，燃料電池和太陽(yáng)能發(fā)電的并網(wǎng)方式相似，都是通過逆變器并網(wǎng)的。雖然分布式發(fā)電技術(shù)種類多樣，但是通過其并網(wǎng)方式的不同，我們將其分為二類，通過電力電子器件并網(wǎng)和直接并網(wǎng)。在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，這二類DG都會(huì)對(duì)系統(tǒng)電壓形態(tài)、有功及無功潮流等特性有一定的影響；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)我們就需要區(qū)別對(duì)待：直接并網(wǎng)的DG由其容量和位置的不同，提供不同的短路電流；通過電流型逆變器并網(wǎng)的DG由于電子元件的自身特性，其迅速關(guān)斷，相當(dāng)于脫離系統(tǒng)，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)故障產(chǎn)生影響。但通過電壓型逆變器并網(wǎng)的DG將會(huì)向系統(tǒng)輸送無功功率，雖然這對(duì)故障時(shí)支持系統(tǒng)電壓起到了一定的效果，但他可能會(huì)影響到功率方向保護(hù)，從而產(chǎn)生誤動(dòng)。

結(jié)束語

如果說電力市場(chǎng)化是電力行業(yè)的重大改革，那么分布式電源可認(rèn)為是電力行業(yè)的重大技術(shù)改革，兩者共同作用將使未來世界的電力行業(yè)呈現(xiàn)全新的面貌。隨著電力體制改革的發(fā)展，分布式電源也可為一些用戶提供一種"自立"的選擇，使其更能適應(yīng)易變的電力市場(chǎng)。此外，由于分布式電源設(shè)施的安裝周期短，不需要現(xiàn)存的基礎(chǔ)設(shè)施，而且與大型的中央電站及發(fā)電設(shè)施相比總投資較少，因此在電力競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)建立后分布式電源的作用將會(huì)日益明顯和重要，從而可與現(xiàn)有電力系統(tǒng)結(jié)合形成一個(gè)高效、靈活的電力系統(tǒng)，提高整個(gè)社會(huì)的能源利用率，提高整個(gè)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和電力質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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